10.15 問題也確實多 從寧德時代發佈去模組電池包聊起

編者按:電動車動力電池的栽電量其實跟手機有著一樣的問題:二者都受制於空間,於是能量密度成為了評判電池技術水平的一項關鍵參數。而如今,鋰電池的能量密度距離“天花板”越來越近,面對“在有限的空間內增加電池栽電量”的課題,車企與電池供應商都在尋覓著新的出路……


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[搜狐汽車·E電園] 針對增加容量的訴求,鋰電池繼續提升的空間不大,最直截了當、一勞永逸的改變方式就是“換”,換成上限更高、更有潛力的固態或半固態電池。但商業化最關鍵的成本問題,乃是一座難以翻越的“大山”,所以現階段能做的只有繼續“壓榨”。這不,寧德時代前日發佈的電池組內部“瘦身”的去模組電池,就打開了一個新思路。


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而任何新事物的最初階段都伴隨著爭議,動力電池作為電動車的核心更是重中之重,在改變帶來的好處背後還有哪些問題?本文咱們就來聊一聊。

[·去模組:好比舍棄食品內部的獨立包裝·]

現行的動力電池一直是從電芯到模組、再到電池包的組成,分級佈局和管理,去模組即電芯直接形成電池包,相當於省去了一大包食品內部的獨立包裝。其優勢也很好理解:少了“獨立包裝”(模組),電池組自然就能承載更多的電芯,從而達到“在有限的空間內增加栽電量”的目標,並且還少了“獨立包裝”的成本。


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從寧德時代公佈的數據來看,去模組電池包的空間利用率可提升15%-20%,零部件減少40%,生產效率提升了50%,電池包能量密度提升了10%-15%。現階段鋰電池在加上必不可少的內、外防護之後,裝車的能量密度最高在180kWh/kg左右,去模組可達到200kWh/kg以上。總結來說就是:大幅提升。

[·少了“班主任”都歸“年級組長”要如何調控?·]

說完了好處,問題一個接一個就來了。分級管理是人類歷史總結出來的、非常科學的辦法,如果把電芯比作學生、模組看成班主任、電池包是年級組長,有模組是每個班主任管40多個學生,去模組少了一級調控,就相當於1個年級組長管N×40多個孩子,誰管的過來呀?好在是電芯不像學生那樣性格各異,每個單體都做著一模一樣的工作,有著相同的電壓區間等技術標準,調控的難度更小,有著很高的可行性。


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即便如此,想要在沒有“班主任”的情況下直接掌控“學生”,“年級組長”需要“三頭六臂、九個腦子”,即更精密、處理速度更快的軟件,即電池管理系統(BMS)。寧德時代除了給車企供應電池,倒也在BMS方面下了不少功夫,只是要配合不同車企的產品策略,軟件開發成本也是一個要花錢、花時間的事,單靠電池製造企業肯定是不行的。


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另外,BMS這個電池的“領導”還要配合電動機的工作,二者要共同提升,不能有拖後腿的。這就涉及電動車“雙芯”中電芯之外、控制驅動系統放電的IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)芯片。這項核心技術又是一個細分領域,絕大部分的份額掌握在英飛凌、三菱等海外巨頭手中,國內車企只有比亞迪率先打破了壟斷。而無論IGBT芯片的出處是哪裡,去模組電池的BMS都

需要全產品鏈攜手提升來支撐。

[·結構改變安全怎麼辦、成本真能省下來?·]

除了軟件,硬件也非常關鍵。第一,模組本身有著電芯集成、支撐、固定和保護等作用,少了一層保護,最直觀的就是碰撞、穿刺等情況的安全問題。第二,直接集成到電池包的電芯還涉及一致性的問題,這對電芯的質量提出了更高的要求,去模組省下來的成本要升級軟件,還要用在這裡。


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第三,是從第二點衍生而來,如果電芯一致性出了問題,現階段能做到單個電芯出問題只斷開其所在模組,而不影響正常使用(充放電)的,只有包括寧德時代在內的少數企業,這個門檻還沒有全部邁過,就談去模組電池的一致性問題,筆者感覺有些言之過早了。


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第四,是讓電動車處於風口浪尖的充電自燃問題。空間有限想要更多電量,筆者的第一反應是像坐公交、地鐵那樣擠一擠,但動力電池絕對不能擠,因為自燃就是電池沒電的時候癟了,充電之後膨脹了,擠壓電池內部線路導致短路。此前蔚來召回的寧德時代NEV-P50電池,以及特斯拉的自燃案例,有以模組為單位的保險等防護都燒了,去模組之後的“課題”不僅沒變,反而要解決的更多了。


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[·由寧德時代先“吃螃蟹”是好事·]

關於去模組電池的諸多問題,其實並不單指寧德時代,只是它最先提出了這個概念。由寧德時代這個“領頭羊”率先轉變、推新,或許對於電池企業、自建電池廠車企的“鞭策”意味更多,但換個角度來看,能夠起到“傳、幫、帶”中後兩個關鍵字的作用,對於整個電動車行業的發展絕對是一大利好。


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[·總結·]

在寧德時代發佈去模組電池概念之後,有財經媒體的陰謀論者稱:這是跟三星SDI發佈“固態電池已能量產、第二天股票強力反彈”一樣的套路,筆者完全不認同這個觀點。在固態電池還處於實驗室階段的時間節點上,去模組電池是壓榨現有技術最行之有效的方案,本文提出的問題也是基於媒體責任,希望產品更全面、嚴謹的初衷。隨著各地限行、限購等政策,加上消費者對新能源車的接受度的逐步提升,誰還不想要買到更好的車呀。


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後記:北汽新能源已與寧德時代簽署了去模組電池包(CTP)產品的採購協議,將率先用於EU5車型,最早明年就能量產、裝車。而寧德時代解決本文的問題了嗎?我們將持續關注,敬請鎖定搜狐汽車·E電園。


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